冷卻水溫度對(duì)柴油機(jī)油耗與排放的影響分析【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　輪機(jī)工程</b></p><p>　　冷卻水溫度對(duì)柴油機(jī)油耗與排放的影響分析</p><p>　　目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　近幾年，冷卻系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速，新冷卻理論、新材料、新工藝、新控制方式的應(yīng)用，

2、使得發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻效率不斷提高。傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)屬于被動(dòng)系統(tǒng)，即冷卻水泵與柴油機(jī)相連，柴油機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)水泵，水泵的流量與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)，淡水泵同時(shí)起動(dòng)，冷卻水迅速帶走氣缸周圍熱量，使起動(dòng)過程時(shí)間加長，消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率；傳統(tǒng)柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)的熱交換能力一般需要滿足柴油機(jī)滿負(fù)荷時(shí)的冷卻效果，所以在部分負(fù)荷時(shí)，冷卻系統(tǒng)會(huì)發(fā)生冷卻過度，帶走大量熱，導(dǎo)致功率損失。隨著柴油機(jī)采用更加緊湊設(shè)計(jì)和具有更大的比功率，柴油機(jī)生產(chǎn)的廢熱密度也

3、隨之明顯增大，傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的已經(jīng)不再滿足現(xiàn)代柴油機(jī)的需求，現(xiàn)代冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮柴油機(jī)內(nèi)部的摩擦損失、燃燒邊界條件：如燃燒室溫度、充量密度、充量溫度以及暖機(jī)、冷卻效率、排放控制、燃油利用等各方面素。目前對(duì)柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)研究主要在三個(gè)方面：一、智能控制冷卻系統(tǒng)；二、精確冷卻系統(tǒng)；三、分流式冷卻系統(tǒng)；四、最佳冷卻溫度設(shè)定。</p><p>　　二、研究的目的及意義</p><p>　　冷卻

4、液溫度是柴油機(jī)起動(dòng)過程中影響失火與暖機(jī)燃燒不穩(wěn)定性的重要因素，在起動(dòng)時(shí)，提高冷卻液溫度對(duì)于消除這一缺點(diǎn)有著較明顯的作用。冷卻液溫度較低時(shí)，使著火滯后期增長，很容易導(dǎo)致失火或不完全燃燒現(xiàn)象，生成較高的HC排放。有關(guān)研究表明：冷卻液溫度低于20℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)由于機(jī)體溫度較低，造成燃料燃燒不完全，冷卻損失增加；著火滯燃期增長，如果著火及時(shí)，最高燃燒壓力升高，NOX升高；同時(shí)由于較低溫度造成壁面激冷效應(yīng)增加，使HC排放升高。如果著火不及時(shí)，很容易

5、導(dǎo)致失火或不完全燃燒現(xiàn)象，也會(huì)生成較高HC排放。在初始條件相同的情況下，隨著冷卻液溫度的升高，起動(dòng)著火趨于穩(wěn)定，失火消失，暖機(jī)階段燃燒不穩(wěn)定性逐漸減小。當(dāng)溫度達(dá)到50℃時(shí)，起動(dòng)過程趨于穩(wěn)定狀態(tài)。所以有效的提高起動(dòng)時(shí)溫度，對(duì)柴油機(jī)的節(jié)能減排具有重大作用。</p><p>　　目前對(duì)柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻方式是盡量維持流經(jīng)缸套的冷卻水流量不變，依靠一個(gè)三通閥來調(diào)節(jié)冷、熱水的混合比例，從而維持主要的冷卻水出口溫度不變。這

6、樣的設(shè)計(jì)最大的缺點(diǎn)就是冷卻水流量始終保持在柴油機(jī)在全負(fù)荷時(shí)所需最大流量，這樣會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)在其它負(fù)荷下冷卻水過度冷卻現(xiàn)象。隨著智能控制與計(jì)算機(jī)的發(fā)展，因此實(shí)現(xiàn)隨船舶主柴油機(jī)工況而變的變流量冷卻，將對(duì)更科學(xué)地保證主柴油機(jī)運(yùn)行的安全性和有效性產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。</p><p>　　三、冷卻系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　柴油機(jī)在工作時(shí)，冷卻系統(tǒng)性能的好壞直接制約柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性能、動(dòng)力性能和

7、環(huán)境性能。柴油機(jī)在最佳冷卻溫度下工作時(shí)，其輸出的功率最大，消耗燃油量最少，廢氣排放達(dá)到一個(gè)相對(duì)平衡狀態(tài)而且潤滑油的粘度、機(jī)件剛度及其間隙、柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等均處于良好狀態(tài)。冷卻液溫度過高或過低，就會(huì)使冷卻系統(tǒng)的功能降低或喪失。冷卻液溫度過高，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，充氣系數(shù)下降，使燃燒不正常，發(fā)生早燃與爆燃現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱進(jìn)而導(dǎo)致材料機(jī)械性能降低和產(chǎn)生嚴(yán)重的熱應(yīng)力，使零件產(chǎn)生變形和裂紋；另外溫度過高會(huì)使機(jī)油變質(zhì)，進(jìn)而破壞潤滑油膜，導(dǎo)致零件的摩擦

8、和磨損加劇，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能、動(dòng)力性能與環(huán)境性能惡化。冷卻液溫度過低，使得機(jī)油被燃油稀釋，同時(shí)也惡化了混合氣體形成加燃燒，增加機(jī)油粘度和摩擦損失，造成燃油經(jīng)濟(jì)性下降。</p><p>　　柴油機(jī)在起動(dòng)過程中，最佳冷卻溫度有利于改善發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能，達(dá)到節(jié)能減排目的。在此過程中，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)阻力強(qiáng)，柴油機(jī)潤滑油的粘度大，更增加了曲軸的旋轉(zhuǎn)阻力，使發(fā)動(dòng)機(jī)不易起動(dòng)，且起動(dòng)后在未達(dá)到正常溫度之前，由于起動(dòng)溫度低，燃油的粘度

9、和比重增大，使得燃油流動(dòng)性能變差，霧化不良，不易形成規(guī)定濃度混合氣使柴油機(jī)不易起動(dòng)且耗油量增大。并且過低溫度，燃油濃度增加，使得燃油不易完全燃燒，排放污染物增多，且燃燒過程中水蒸氣凝結(jié)在氣缸壁上，與硫化物結(jié)合形成酸性物質(zhì)，引起腐蝕。因此在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，采取有效途徑適當(dāng)提高起動(dòng)溫度，起動(dòng)時(shí)間，減小曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，易形成混合氣，使柴油機(jī)易起動(dòng)，將節(jié)約燃油，減少污染，提高柴油機(jī)的使用壽命。</p><p>　　所以尋求精

10、確控制冷卻水溫度的方法，將會(huì)對(duì)船舶節(jié)能方面帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。如今智能控制冷卻系統(tǒng)技術(shù)已日趨完善，此技術(shù)正向小型化、數(shù)字化、多功能化、高性能化、高可靠性、無公害等方向發(fā)展。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］丁磊. 柴油機(jī)冷卻水溫度對(duì)工作的影響. 科技資訊,2007年第29期.</p><p>　?。?］

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